Ujung Efektor Keramik Bernoulli — Penanganan Wafer Tanpa Kontak untuk Wafer Tipis & Rapuh

Ujung efektor keramik Bernoulli dari St.Cera menggunakan daya angkat aerodinamis untuk menangani wafer tanpa kontak fisik. Dibuat dari alumina (Al₂O₃) atau silikon karbida (SiC) dengan kemurnian tinggi 99,8%, ujung efektor ini memiliki nosel yang diproses secara presisi yang menyemburkan gas bertekanan untuk menciptakan lapisan udara tipis antara ujung efektor dan wafer. Prinsip tanpa kontak ini menghilangkan kontaminasi bagian belakang, pengelupasan tepi, dan kerusakan permukaan, sehingga ideal untuk wafer tipis (≤100 μm), rapuh, atau melengkung. Substrat keramik memberikan kekuatan lentur yang tinggi (361 MPa untuk Al₂O₃; hingga 550–600 MPa untuk SiC), massa rendah, dan stabilitas dimensi yang sangat baik, memastikan penempatan yang berulang pada robot transfer wafer berkecepatan tinggi.

Catatan tentang Bahan:Alumina (Al₂O₃) adalah material yang paling banyak digunakan untuk efektor akhir keramik dalam penanganan wafer semikonduktor karena kombinasi yang sangat baik antara kekerasan, isolasi listrik, stabilitas kimia, dan efektivitas biaya. Silikon karbida (SiC) menawarkan konduktivitas termal yang lebih tinggi, kekerasan yang lebih tinggi, dan bahkan ketahanan aus yang lebih baik untuk aplikasi yang paling menuntut. Sementara zirkonia yang distabilkan yttria (ZrO₂) menawarkan ketangguhan retak yang tinggi pada suhu ruang, material ini kurang umum digunakan dalam aplikasi ini karena densitasnya yang lebih tinggi dan karakteristik ekspansi termal yang berbeda; material ini dapat dipertimbangkan untuk skenario spesifik di mana ketangguhan retak yang luar biasa diperlukan. Silakan berkonsultasi dengan tim teknis kami untuk panduan pemilihan material.

Spesifikasi(berdasarkan 99,8% Al)₂O₃):

Prinsip Operasional:

Udara terkompresi atau nitrogen (0,2–0,6 MPa) disuplai melalui saluran internal dan keluar melalui nosel presisi. Aliran udara yang dipercepat menciptakan zona tekanan rendah di atas ujung efektor (efek Bernoulli), menghasilkan gaya angkat yang menopang wafer pada celah 50–200 μm. Tidak ada lubang vakum atau bantalan yang bersentuhan dengan bagian belakang wafer.

Aplikasi:

• • Penanganan wafer tipis (≤50 μm) setelah penggerindaan sisi belakang
• · Pengangkutan wafer yang melengkung (misalnya, setelah CVD atau annealing)
• • Transfer substrat safir sel surya dan LED
• • Otomatisasi ruang bersih yang tidak menghasilkan partikel sama sekali
• • Penanganan panel kaca dalam pembuatan layar

Proses Manufaktur:

Substrat keramik yang disinter dari bubuk kemurnian tinggi → pemesinan CNC 5 sumbu untuk saluran gas dan lubang nosel (diameter 0,3–1,0 mm, toleransi ±0,01 mm) → pengamplasan permukaan hingga Ra ≤0,4 μm → pembersihan ultrasonik → uji kebocoran helium (saluran gas). Tidak diperlukan pelapisan — permukaan keramik polos bersifat inert secara kimia dan tidak mencemari.

Kontrol Kualitas:

• • Inspeksi dimensi 100% (CMM) pada posisi nosel, panjang lengan, dan kerataan.
• • Uji keseragaman aliran udara: penurunan tekanan ≤5% di semua nosel
• • Uji kebocoran: saluran gas disegel pada 0,6 MPa, tidak ada penurunan tekanan selama 30 detik
• • Inspeksi visual di bawah mikroskop 20× untuk mencari retakan mikro atau gerigi.

AKeunggulan dibandingkan dengan End Effector Kontak Konvensional:

• • Tidak ada kontaminasi pada bagian belakang wafer — tidak ada kontak mekanis.
• • Tidak ada pengelupasan atau kerusakan pada bagian tepi wafer tipis.
• • Menangani wafer yang melengkung (hingga kelengkungan 1 mm) dengan celah yang stabil
• • Menghilangkan kebutuhan perawatan generator vakum dan chuck berpori
• • Konstruksi keramik tahan terhadap keausan dan serangan kimia

Kustomisasi:

• • Tersedia untuk ukuran wafer 200 mm, 300 mm, atau ukuran khusus.
• • Pola nosel gas: tipe lurus, miring, atau pusaran
• • Material: alumina (standar) atau silikon karbida (untuk konduktivitas termal dan ketahanan aus tertinggi)
• • Panjang lengan, flensa pemasangan, dan lokasi lubang gas sesuai gambar OEM.

Keterbatasan:

Penerapan prinsip Bernoulli (desain nosel, celah udara) berada di luar cakupan tabel sifat material yang disediakan. Sifat mekanik dan termal di atas sepenuhnya mengikuti lembar data yang diberikan untuk 99,8% Al₂O₃. Tidak diharapkan terjadi penurunan kinerja keramik di bawah aliran gas bertekanan berdasarkan sifat material ini. Untuk wafer yang sensitif terhadap aliran gas (misalnya, MEMS dengan struktur rapuh), tekanan gas dan desain nosel harus disesuaikan.